Silisyum karbür takviyeli Al-Si matriksli kompozit malzemelerin mikroyapılarının ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
The investigation of microstructures and mechanical properties of SiC reinforced Al-Si matrix composite materials
- Tez No: 154453
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞEGÜL AKDOĞAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Metal matriksli kompozit, sıkıştırma döküm, ekstrüzyon, çekme dayanımı, ultrasonik ses hızı. xıı, Metal matrix composite, squeeze casting, extrusion, tensile strength, ultrasonic velocity. xin
- Yıl: 2004
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 123
Özet
ÖZET Metal matriksli kompozit malzemelerin sahip olduğu özellikler nedeniyle kullanım alanlarının gün geçtikçe yaygınlaşması araştırmacıların ilgisini çektiğinden, çalışmamızda AlSi7Mg2 matriksli, ortalama 23 um çapmda ve ağırlıkça %5, %10, %15 oranlarında SiC partikülleri içeren kompozit malzemeler, gravite ve sıkıştırma döküm yöntemleriyle üretilerek, bir kısmına T6 ısıl işlemi uygulanmıştır. Sıkıştırma döküm yöntemiyle üretilen bir grup malzeme ise, önce sıcak şekillendirme işlemine, daha sonra T6 ısıl işlemine tabi tutulmuştur. Böylece hazırlanan değişik katılaşma aralığına sahip kompozit malzemelerin; mikroyapılan, sertlik değerleri, ultrasonik ses hızı ölçme yöntemiyle elastiklik modülleri ile çekme dayanımı ve darbe dayanım değerlerindeki değişmeler araştırılmıştır. Sıkıştırma döküm yöntemi ile üretilen malzemelerde porozitenin yok denecek kadar az olması, mekanik özelliklerin iyileşmesine neden olmuştur. SiC oranının %5'ten %10'a yükselmesi çekme dayanımım arttırırken, %15 oranındaki ilavesinde ise, matriks içindeki SiC partiküllerinin kırılması nedeniyle çekme dayanımının düştüğü saptanmıştır. Bununla birlikte, artan SiC oram ile elastiklik modülünün artmasına karşın, darbe dayanım değerlerinde düşme görülmüştür. 450°C'de 23:1 ekstrüzyon oranında uygulanan sıcak ekstrüzyon işleminin eş eksenli matriks yapısı oluşturduğu ve SiC partiküllerinin matriks içinde homojen dağılımına sebep olduğu, mikroyapı görüntülerinden anlaşılmıştır. Uygulanan ısıl işlemin malzemelerin mekanik özelliklerini iyileştirici etkisinin, özellikle sıcak ekstrüzyon ile şekillendirilmiş malzemelerde daha fazla olduğu, mekanik özelliklerin artan SiC oranıyla artış gösterdiği ve %15 SiC oranında ise, sertlik değerinin 103 HB, çekme dayanımının 204 MPa ve kırma işinin 7,25 J olarak maksimum değerlere ulaştığı saptanmıştır. AlSi7Mg2 matriks ve ağırlıkça farklı oranlarda SiC ilavesiyle üretilen kompozit malzemelerin mikroyapı ve mekanik özelliklerinin, literatürde çalışılan Al alaşımı matriksli kompozit malzeme özellikleriyle benzerlikler gösterdiği belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Metal matrix composite materials have received considerable attention because they have been being used in wide range thanks to their superior properties. Therefore, in this thesis, AlSi7Mg2 matrix composite materials which contain 5, 10 and 15 wt% SiC particles of average diameter 23 um, were produced by gravity and squeeze casting methods and then the T6 heat treatment was applied. A group of materials which was produced by squeeze casting method, was carried out the hot forming process and then T6 heat treatment. Microstructures, hardness, elastic modulus values by ultrasonic velocity measurements, tensile strength and impact strength variation of composite materials with various solidification space were investigated. Rareness of porosities in the materials which were produced by squeeze casting method improves the mechanical properties. It is observed that increasing the ratio of SiC from 5 wt% to 10 wt% had improved the tensile strength; however the tensile strength decreases in the ratio of 15 wt% because SiC particles in the matrix get fractured. Increasing SiC ratio causes a better elastic modulus, but a worse impact strength. It was seen at micrographs that hot extrusion process at 450°C with an extrusion ratio of 23:1 forms an equiaxed matrix structure and a homogeneous distribution of SiC particles in the matrix. Improvement effect of the heat treatment for mechanical properties of materials is more effective in the materials which were formed by hot extrusion. The mechanical properties improve as SiC ratio increases. When SiC ratio is 15 wt%, hardness of 103 HB, tensile strength of 204 MPa and fracture value of 7,25 J were measured as their maximum values. It is observed that microstructures and mechanical properties of composite materials which were produced by addition SiC particles in various weigth ratio in AlSi7Mg2 matrix, had similar the properties Al alloy matrix composite materials that had been being studied by many researchers in the literature.
Benzer Tezler
- Mechanical properties of seramic particulate reinforced Al-Si based metal matrix composite materials fabricated by squeeze casting
Sıkıştırma döküm yöntemiyle üretilen seramik partikül takviyeli Al-Si esaslı metal matriksli kompozit malzemelerin mekanik özellikleri
TAMER ÖZBEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. AYŞEGÜL AKDOĞAN
- Mekanik alaşımlama yöntemleri ile üretilmiş Al15Si2,5Cu0,5Mg matriksli ve CeO2, Y2O3, La2O3 pekiştiricili kompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of Al15Si2,5Cu0,5Mg matriksli ve CeO2, Y2O3, La2O3 reinforced composites synthesized by mechanical alloying
EMRE TEKOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU
- AL7Sİ-xB4C VE AL7Sİ-xZrB2 (x= %5, %10 VE %15)kompozitlerinin mekanik alaşımlama ve sinterleme süreçlerinin incelenmesi ve karakterizasyon çalışmaları
Development and characterization of AL7SI-xB4C AND AL7SI-xZRB2 (x= 5 wt.%, 10 wt.% AND 15 wt.%) composites via mechanical alloying and sintering
BERNA KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU
- Alüminyum-silisyum karbür kompozitlerin mekanik özelliklerine ve aşınma davranışına takviye boyutunun ve matris bileşiminin etkisi
The effect of reinfocing particle size and matrix composition on the mechanical properties and vear behavior of aluminium-silicon carbide composite
HAYRETTİN AHLATCI
Doktora
Türkçe
2003
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
DOÇ. DR. ERCAN CANDAN
- Toz metalurjisi yöntemi ile a356 matrisli hibrit kompozit malzeme üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of a356 matrix hybrid composite materials by powder metallurgy
ASLI BAHADIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Metalurji MühendisliğiKarabük Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TANSEL TUNÇAY